高速直線導(dǎo)軌
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直線運(yùn)動(dòng)，在我們的日常生活環(huán)境和工作環(huán)境中幾乎無所不在。從工業(yè)技術(shù)的角度來看，直線運(yùn)動(dòng)有如下幾個(gè)衡量指標(biāo)：剛性，精度和速度；不同的應(yīng)用場合，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)有不同的要求；比如機(jī)床行業(yè)，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的主要要求是剛性和精度，用來實(shí)現(xiàn)精密的運(yùn)動(dòng)軌跡控制；自動(dòng)上下料，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的主要要求是速度和剛性，用來實(shí)現(xiàn)快速的點(diǎn)到點(diǎn)的點(diǎn)位控制，這就需要用到高速直線導(dǎo)軌。
目前，全世界范圍內(nèi)，用來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的直線導(dǎo)軌，主要是滾珠直線導(dǎo)軌和滾輪直線導(dǎo)軌。滾珠直線導(dǎo)軌，主要應(yīng)用在高剛性和高精度的應(yīng)用場合，比如機(jī)床行業(yè)；而滾輪直線導(dǎo)軌，主要應(yīng)用在要求高速的工廠自動(dòng)化項(xiàng)目中，其最高線速度可超10m/s，是高速直線導(dǎo)軌的典型代表。
一：滾輪直線導(dǎo)軌的高速特性：
在很多工廠自動(dòng)化的項(xiàng)目中，并不需要機(jī)床行業(yè)要求的高剛性和高精度，要求的是適當(dāng)精度和剛性條件下的高速度，滾輪直線導(dǎo)軌就非常適合這種應(yīng)用。HEPCO滾輪直線導(dǎo)軌是通過V型軸承在V型導(dǎo)軌面上，或者外球面滾輪軸承在方型導(dǎo)軌面上滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的高速直線運(yùn)動(dòng)；滾輪直線導(dǎo)軌在自動(dòng)上下料，桁架機(jī)械手等工廠自動(dòng)化的項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用：$ t+ @! V" Y: C
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HEPCO高速直線導(dǎo)軌的如下特性，使得其適合線速度超10米每秒的高速應(yīng)用：
1 滾輪軸承的精度等級(jí)為P4，有些精度指標(biāo)達(dá)P2，游隙得到了精確的控制，確保滑塊高速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。
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2 滾輪軸承外圈的V型槽面或圓弧滾道面，經(jīng)過表面淬硬，硬度達(dá)HRC60；導(dǎo)軌表面也經(jīng)過表面淬硬，硬度達(dá)HRC60；這樣可確保高速運(yùn)行情況下，導(dǎo)軌的長使用壽命。
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3 導(dǎo)軌采用了表面淬硬工藝，芯子依然是軟的；所以導(dǎo)軌的剛性和韌性得到了很好的平衡。適合頻繁加減速的高速應(yīng)用。
4 滾輪軸承采用了精密的密封工藝和高品質(zhì)的潤滑脂，高速運(yùn)行時(shí)，滾動(dòng)體和滾道之間的潤滑依然充分，并進(jìn)行了良好的散熱；這樣才可保證滾輪軸承的終生免維護(hù)。
5 滾輪軸承和導(dǎo)軌之間的滾動(dòng)，是在開放的空間中進(jìn)行的，而不是在一個(gè)密閉的小空間里進(jìn)行的，這很好地解決了高速運(yùn)行時(shí)的散熱問題。
基于同樣原理的滾輪圓弧導(dǎo)軌，同樣具有優(yōu)秀的高速運(yùn)行性能，最高圓周運(yùn)行線速度可超5米每秒：
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二：滾珠直線導(dǎo)軌的高速應(yīng)用適應(yīng)性：
滾珠直線導(dǎo)軌，不是很適合高速應(yīng)用，如下是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度出發(fā)的分析：
滾珠直線導(dǎo)軌的滾動(dòng)導(dǎo)軌副具有傳動(dòng)效率高，承載能力和動(dòng)靜剛度均較高的特點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。導(dǎo)軌和滑塊的圓弧滾道均經(jīng)過淬火和精磨；鋼球從導(dǎo)軌和滑塊的承載滾道通過后，進(jìn)入反向器的卸載滾道，從而實(shí)現(xiàn)鋼球的無限循環(huán)運(yùn)動(dòng)和滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如下圖所示：
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滑塊快速移動(dòng)時(shí)，鋼球從承載滾道進(jìn)入方向器，然后再進(jìn)入滑塊的反向孔中。鋼球在反向器中的運(yùn)動(dòng)，沿著180度的半圓弧運(yùn)動(dòng)，不停地改變運(yùn)動(dòng)方向，直到最后完全實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)；反向孔的壁不停地施加阻力于鋼球上，促使其改變運(yùn)動(dòng)方向。不管速度快慢，鋼球一直對(duì)反向器有沖擊。如果速度很快，那對(duì)方向器的沖擊就會(huì)太大，不但反向器的損耗加快，而且會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。. Z3 T" n0 C( d. i
" p( u, r* `* Y9 ]9 c, B鋼球和導(dǎo)軌間的接觸角為45度，故鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的自轉(zhuǎn)軸線的空間方向不斷變化，無定向規(guī)律可循；根據(jù)理論力學(xué)原理，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生陀螺力矩，陀螺力矩將使鋼球沿著滾道滑動(dòng)。高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種滑動(dòng)效應(yīng)非常顯著，會(huì)產(chǎn)生很大的滑動(dòng)摩擦力，噪音將非常巨大，滾道的損耗將加快。 j& \8 I4 G( t I6 j$ r" ]2 G v' v
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高速應(yīng)用時(shí)，散熱是非常重要的。滾珠直線導(dǎo)軌的諸多滾珠，是在一個(gè)密閉的腔體里，在滾道上滾動(dòng)的，不容易散熱；散熱不好，會(huì)導(dǎo)致滑塊的預(yù)緊力變大，使得運(yùn)行阻力加大甚至卡死。
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上述特點(diǎn)，使得滾珠直線導(dǎo)軌不是很適合高速的應(yīng)用場合，除了損耗快之外，噪音還很大。
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樓主: 邋遢xy
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發(fā)表于 2013-11-2 09:38:09
